工程流体力学实验
工程流体力学实验
实验一静水压强实验 、实验目的 1、通过实验加深对流体静力学基本方程P=P+h的理解 2、验证静止流体中不同点对于同一基准面的测压管水头为常数,即 常数 3、实测静水压强,掌握静水压强的测量方法。 4、巩固绝对压强、相对压强、真空度的概念,加深理解位置水头、压力水头以 及测压管水头之间的关系 5、已知一种液体重度测定另一种液体的重度。 二、实验原理 加减压气缸 ho h 图1静水压强实验原理图 静水压强实验原理如图1所示,相对静止的液体只受重力的作用,处于平衡状 态。以P表示液体静压强,γ表示液体重度,以z表示压强测算点位置高度(即位 置水头),流体静力学方程为 常数 上式说明 1、在重力场中静止液体的压强p与深度h成线性分布,即 P3-Poh3-ho P2-po h4-ho
1 实验一 静水压强实验 一、实验目的 1、通过实验加深对流体静力学基本方程 p = p0 + h 的理解。 2、验证静止流体中不同点对于同一基准面的测压管水头为常数，即 + = p z 常数 3、实测静水压强，掌握静水压强的测量方法。 4、巩固绝对压强、相对压强、真空度的概念，加深理解位置水头、压力水头以 及测压管水头之间的关系。 5、已知一种液体重度测定另一种液体的重度。 二、实验原理 加减压气缸 γ h0 h3 h4 3 γˊ Δ3 Δ4 4 z3 Δ1 Δ2 z4 Δ0 O O 图 1 静水压强实验原理图 静水压强实验原理如图 1 所示，相对静止的液体只受重力的作用，处于平衡状 态。以 p 表示液体静压强， 表示液体重度，以 z 表示压强测算点位置高度（即位 置水头），流体静力学方程为 + = p z 常数 上式说明 1、在重力场中静止液体的压强 p 与深度 h 成线性分布，即 4 0 3 0 4 0 3 0 h h h h p p p p − − = − −
2、同一水平面(水深相同)上的压强相等,即为等压面。因此,水箱液面和测 点3、4处的压强(绝对压强)分别为 Po=p,+who P ++ pa P3=Pa +yh3 P P4=p,+yh Pa +y 与以上各式相对应的相对压力(相对压强)分别为 Po= Po-Pa =tho P3=P3-P=h3 pa=p4-Pa=th4 =y(△4-) 式中Pa-大气压力,P 液体的重度,Nm h——液面压力水头,m 液面位置水头,m 3、4处测压管水头,m 3、24—-3、4处位置水头, h、h4—3、4处压力水头, 3、静水中各点测压管水头均相等,即 或 p3 P =24 或 二3+h2==4+h4 即测压管3、4的液位在同一平面上。 、由于密封容器顶部与左侧U型管联通,根据联通器原理,得
2 2、同一水平面（水深相同）上的压强相等，即为等压面。因此，水箱液面和测 点 3、4 处的压强（绝对压强）分别为 p0 pa h0 = + ( ) = + 3 − 0 pa ( ) = + 4 − 0 pa p3 pa h3 = + ( ) 3 3 p z = a + − p4 pa h4 = + ( ) 4 4 p z = a + − 与以上各式相对应的相对压力（相对压强）分别为 p = p − pa 0 0 h0 = ( ) = 3 − 0 ( ) = 4 − 0 p = p − pa 3 3 h3 = ( ) 3 3 = − z p = p − pa 4 4 h4 = ( ) 4 4 = − z 式中 a p —— 大气压力， Pa —— 液体的重度， 3 N m 0 h —— 液面压力水头， m 0 —— 液面位置水头， m 3 、 4 —— 3、4 处测压管水头， m 3 z 、 4 z —— 3、4 处位置水头， m 3 h 、 4 h —— 3、4 处压力水头， m 3、静水中各点测压管水头均相等，即 3 = 4 或 = + + 4 4 3 3 p z p z 或 3 3 4 h4 z + h = z + 即测压管 3、4 的液位在同一平面上。 4 、由于密封容器顶部与左侧 U 型管联通，根据联通器原理，得
Pn+y(△1-△2)=pn+y(△3-△) 式中y——U型管中液体的重度,N/m U型管中两液面位置高度,m 根据上式可知,已知某种液体(如水)的重度y,可以通过本实验确定另一种 液体的重度y 、实验步骤 1、读出液面初始位置高度△。,并记入表内。 2、顺时针旋转加减压气缸手柄,使水箱液面压力升高,此时p0>pa,读出△1 △2、△3、△4,并记入表内。再继续给水箱加压两次,记下各测压管位置高度。 3、逆时针旋转加减压气缸手柄,使水箱内减压,并获得P0<Pa的状态。同样 读取三组数据记入表内
3 ( ) ( ) 1 − 2 = + 3 − 0 + pa pa 即 1 2 3 0 ' − − = 式中 —— U 型管中液体的重度， 3 N m 1、 2 —— U 型管中两液面位置高度 , m 根据上式可知，已知某种液体（如水）的重度 ，可以通过本实验确定另一种 液体的重度 。 三、实验步骤 1、读出液面初始位置高度Δ0 , 并记入表内。 2、顺时针旋转加减压气缸手柄，使水箱液面压力升高，此时 0 p > a p ,读出 1 、 2 、 3 、 4 ,并记入表内。再继续给水箱加压两次，记下各测压管位置高度。 3、逆时针旋转加减压气缸手柄，使水箱内减压，并获得 0 p < a p 的状态。同样 读取三组数据记入表内
实验二流谱及流线演示实验 、实验目的 用带有泡沫的变压器油加在油槽中经过导叶栅后形成许多平行的流线,以观察 其绕经不同固体壁面的变化 二、实验原理 液体流线仪是研究液流在模型试件出口和入口的流线变化,特别是当试件的突 扩、突缩而发生流线的扭曲现象和旋涡、死区等 另外,根据教学的需要可以定作补充各种模型试件,以观察流线在绕经不同固 体壁面时的变化。 三、实验装置 实验装置由油泵、供油箱、回油箱、油盘调整螺栓、支架、供油管等组成(见 图2)。油盘的倾斜度可通过前端调整螺栓调整。实验装置带有园柱、机翼、突扩(反 放为突缩)模型试件。 油盘 回油箱 供油箱 中支架 图2流谱及流线演示实验装置 四、实验步骤 1、接通电源。 2、开始时不同箱中可多放些油,开动油泵后,首先将供油管上的铜阀旋松, 放出管路中空气,然后用烧杯在后面不断把油接走,直到流线清晰为止。并通过调 整油盘前端的调整螺栓改变油盘的倾斜,以改变油的流速。 3、进行实验模型的组合更换
4 实验二 流谱及流线演示实验 一、实验目的 用带有泡沫的变压器油加在油槽中经过导叶栅后形成许多平行的流线，以观察 其绕经不同固体壁面的变化。 二、实验原理 液体流线仪是研究液流在模型试件出口和入口的流线变化，特别是当试件的突 扩、突缩而发生流线的扭曲现象和旋涡、死区等。 另外，根据教学的需要可以定作补充各种模型试件，以观察流线在绕经不同固 体壁面时的变化。 三、实验装置 实验装置由油泵、供油箱、回油箱、油盘调整螺栓、支架、供油管等组成（见 图 2）。油盘的倾斜度可通过前端调整螺栓调整。实验装置带有园柱、机翼、突扩（反 放为突缩）模型试件。 图 1 支架 回油箱 油盘 供油箱 图 2 流谱及流线演示实验装置 四、实验步骤 1、接通电源。 2、开始时不同箱中可多放些油，开动油泵后，首先将供油管上的铜阀旋松， 放出管路中空气，然后用烧杯在后面不断把油接走，直到流线清晰为止。并通过调 整油盘前端的调整螺栓改变油盘的倾斜，以改变油的流速。 3、进行实验模型的组合更换